Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Строительные краны

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
36.43 Mб
Скачать

магнитом 4, связано с обязательным включением двигателя грузовой лебедки.

Канаты на барабаны грузовой и стреловой навиты в противополож­ ных направлениях, ввиду чего навивание на барабан одного какоголибо каната связано с обязательным свиванием другого. Путем подбора

кратностей полиспастов, диаметров и профиля барабанов (в том

числе

выполнение

стрелоподъемного

барабана

коническим или

цилиндро­

коническим)

можно обеспечить получение почти

горизонтальной

тра­

ектории

перемещения крюка

(груза)

при

изменении

положения

(вылета)

стрелы.

 

 

 

 

 

Ввиду необходимости применения специальных лебедок, этот способ не получил промышленного распространения и более часто применяется второй.

На рис. 148,6 изображена схема механизмов изменения вылета и подъема груза с сопряженными полиспастами. Одна концевая ветвь 1

грузового полиспаста

2

навивается

с

на грузовой барабан 3. Вторая кон­

цевая

ветвь 4,

которая

в

обычных

 

конструкциях

крепится к стреле, по

 

данной схеме навивается на стрело­

 

подъемный

барабан

5

в

направле­

 

нии,

обратном

намотке

концевой

 

ветви

6 стрелоподъемного

полиспа­

 

ста 7

 

образом,

при

подъеме

 

Таким

 

стрелы, т. е. при навивании стрело­

 

подъемного каната на барабан, гру­

 

зовой канат будет сматываться с ба­

 

рабана; при опускании стрелы про­

 

цесс будет обратным.

 

 

 

Рис. 149. Схема для расчета механиз­

Соответствующим подбором крат­

ма изменения вылета стрелы с со­

ностей полиспастов при

конкретных

пряженными полиспастами

параметрах

крана — длине стрелы,

 

координатах пяты стрелы и др., а также подбором диаметра и конфи­

гурации

барабана стрелоподъемной лебедки

можно

также обеспечить

почти

горизонтальное перемещение

груза

при

изменении вылета

стрелы.

 

изменения

вылета

маневреннее

Краны с подобными механизмами

кранов с тележками, перемещающимися по

стреле,

и

обеспечивают

большую высоту.

 

 

 

 

 

Для таких механизмов соотношение между отдельными элементами системы стрела — стреловой полиспаст — грузовой полиспаст можно установить из следующих соображений (рис. 149).

Если скорость каната стрелоподъемного полиспаста vc и кратность его т , то за элементарный промежуток времени dt на стреловой бара­ бан будет навит канат длиной dl = vcdt, а стреловой полиспаст укоро­ тится на величину

dE = — = dt,

тт

что, в свою очередь, приведет к повороту стрелы на угол da. Так как СВ ± ОС, a CD J_ АВ, то угол BCD = р. С другой стороны, СВ = Lcda\ DB = dE, и так как DB = СВ sin р, то

dE = Lcsin prfa,

отсюда

da

dt.

mLc sin p

Головка стрелы при этом поднимается на расстояние dH0== Lccos ada.

Если ветви грузового каната, движущегося обратно движению стрелового каната со скоростью иг, проходят от головки стрелы парал­ лельно стреловому полиспасту, то они укорачиваются также на dE, что при отношении а числа ветвей грузового каната, идущих параллельно стреловому полиспасту, к числу ветвей, на которых висит груз, приво­ дит к опусканию крюка на величину

dH' = adE =

dt = а

~ --сsin ^ ■da = aLcsin Bda.

m

m

vc

Грузовой канат при кратности грузового полиспаста за время своего движения опустится на величину

*и it

и?

1 ,

и?

mLc sin В

1

тп

и, » > <

dH" ==

dt =

—------

-----—da --

------- n

Lcsin pda.

 

n

 

n

vc

 

vc

Общее перемещение грузового крюка

 

 

dH = dHQdH' dH" =

Lccos a aLcsin p —

t n

V г . 0 1

--------------

-- sin р

/X

vc

8

II

г»

cos a — ( а + — — sin еЛ с

da.

1

По теореме синусов из рис. 149 имеем

 

h

 

Е

 

Е

или sin р = h cos a

sin p

 

sin 0

 

 

 

cos a

 

 

Так как

 

 

 

 

 

 

 

 

E2 = L2cos2 a +

(Lcsin a — h2) = L2 cos2 a + L2 sin2 a + /Г —2hLcsin]a =

 

 

 

= Lc + h2— 2hLcsin a,

 

TO

 

 

 

 

 

 

 

 

E = V Lc -h h2 2hLcsin a = Л |^ /

+

1 — 2 - ^ s in a .

Следовательно,

 

cos a

 

 

cos a

 

sinp =

/1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

1 + ( “ r )

2 _ 2 J r

sina

Ввиду того что Lc 3> /г, то приближенно можно считать, что

 

Г

 

Lc ^

 

 

 

 

• sin a;

1 /

1

+

( xА )

' -

2^ s in a “

^h '

так как уже при

b

 

« 4 погрешность лежит в зоне от 0,03 (при a =

= 0) до 0 (при a =

90°).

 

 

 

 

 

2 9 0

Так как

 

 

sin р =

 

cos а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- — sina

 

то

 

 

 

 

 

 

j гг

т

( ,

т

v3 \

cos а

da.

аН =

Lc

cos а [а-\------. — ) --------------

 

 

V

п

vc J

Lc

 

 

 

 

 

 

-----— sin а

 

 

 

 

 

 

h

 

Проинтегрировав это выражение, можно определить такое соотно* шение между отдельными параметрами, при котором

 

ч амак1

H = LC

cos а — ( а + jn_ Ve \

р

cos а

da 0;

 

 

П

V c

)

\

 

sin а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

амин

 

 

 

амин

 

 

 

 

н = Lc{sin амакс — sin амин

( а +

vc ]

X

 

 

 

 

 

 

п

 

X

— ln ( j f

s in e w )

+ ln

('

Lc

_—sin «,„,„)

 

 

 

 

\ л

 

 

 

ПрИ OLM U H

—0 И (Хмакс — Q-

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н = Lc isin ос — l а +

—■

 

 

 

Lc

 

 

 

 

-----sin a

 

 

 

 

 

 

h

 

 

По этой формуле можно определить предельное отклонение Н груза от горизонтали или параметры механизма, задаваясь Н = 0.

В последнем случае

а + т

уг

sin а

 

 

п

vc

— In

• — sin а

 

In

Существуют и другие методы

определения

параметров подобных

механизмов при различных схемах расположения канатов [80].

Стрелоподъемный полиспаст, выполненный

по схеме, приведенной

на рис. 147, используется в самоходных кранах и в некоторых типах башенных кранов.

В башенных кранах с поворотными платформой и башней обычно

используются два расчальных каната «расчал»,

прикрепленных

к головке стрелы, огибающих блоки на головке башни

и распорке и

переходящих в вертикальный участок, который при помощи нормально­ го стрелоподъемного полиспаста связывается с основанием — поворот­ ной платформой крана. Стрелоподъемный полиспаст может быть частью своих ветвей запасован на дополнительные блоки, размещенные на распоре, что создает дополнительную загрузку башни крана, необхо­ димую для того, чтобы разгрузить ее от изгиба, создаваемого грузом.

На рис. 150 приведена схема загрузки башенного крана. Количество дополнительных компенсирующих (паразитных) ветвей стрелового полиспаста, необходимых для недопущения изгиба башни, определяется для конкретного вылета стрелы следующим образом.

Рис. 152. Схема к динамике механиз­ ма изменения вылета

откуда

Здесь

Gp — вес расчала; Gn — вес стрелоподъемного

полиспаста;

Gc— вес стрелы; RQ, RCi r2, rc— плечи, показанные на рис.

150.

Если

К > 2, целесообразно нагружать башню всем

натяжением

расчала, иногда даже удвоенным или утроенным. Некоторые из возмож­ ных схем компенсирующего нагружения башни приведены на рис. 151.

Здесь S — натяжение расчала, S c6— натяжение ветви каната стрело­

подъемного полиспаста; К — количество компенсирующих ветвей стре­ лоподъемного полиспаста; К' — количество компенсирующих ветвей расчала.

54. ДИНАМИКА МЕХАНИЗМА ИЗМЕНЕНИЯ ВЫЛЕТА КРЮКА

Анализ динамики механизма изменения вылета крюка с учетом всех действующих факторов, в том числе переменной угловой скорости стрелы при изменении вылета и рас­ качивания груза, является сложной задачей. Учитывая, что механизмы изменения вылета подъемом или опу­ сканием стрелы являются механиз­ мами тихоходными и динамические нагрузки в них в условиях нормаль­ ной эксплуатации невелики, задачу можно упростить.

При некоторых, в первом прибли­ жении, допустимых упрощениях — неучете массы и упругости стрелы и раскачивания груза, данная задача рассмотрена в работе [63].

Применительно к схеме приведен­ ной на рис. 152, при подъеме стрелы

с грузом Q на крюке, динамическая нагрузка Р сд в стрелоподъемном по­ лиспасте и Р д в грузоподъемном, определяется по формулам:

 

Р с — 1

тгТизб sin29

(1 — COS k t)

+

 

\

rnp + тг sin2 0

)/J

 

 

 

Суsin 0

с2sin2 0

 

1

 

 

\1 1

+

С1 + С2 sin2 0

1 + Су cos (0 -

 

j

cos (0 —

pb = _тгТи*бsin2_e_ (J _

cos Щ +

Cl

Q V

sin2ЧЭ0__\

Шр +

Щ sin2 0

Ci +

с2 sin2 О

CX cos (0 ) /.

В этих формулах:

mp — приведенная масса вращающихся частей механизма изменения вылета;

пгг — масса груза; Тизб — избыточная сила при пуске или торможении механизма изме­

нения вылета; С — жесткость стрелоподъемного полиспаста;

с2 — жесткость груздюдъемного полиспаста;

^ _ , Г

(trip +

гпг sin2 0) схс2

V

(Cl +

с2 sin2 0) трп1г

0и б — углы по рис. 152.

Встатическом состоянии усилие в стрелоподъемном полиспасте

о

^

sin 0

т гё

sin 0

S n =

Q

-----ГГ =

cos (0 — 6)

 

 

cos (0 — 6)

 

Коэффициент динамической перегрузки стрелоподъемного полиспа­

ста в период неустановившегося движения

рд

к д —

Лс

^п

Максимальное значение Р Р будет иметь место при cos kt = — 1 и sin 0 ->■1.

В этом случае

cos (0 — б) -> sin б;

Следовательно,

Рс. макс = ( 2 Т изб

 

+ Q— ±С —

( 1 +

 

sin 6

I

mp + шг

ct +

с2

\

Суsin о

к с, макс Sfl,A

 

 

sin б

 

 

су sin 5 +

с2

 

- (

2 Т изб g (nip +

тг)

 

Су + с2

/

sin 5

 

 

 

1

С1 +

с2

 

 

 

= 2Т,изб

sin 6

 

 

 

 

g (mp + me)

 

C14" c2

 

 

ГЛАВА 12

ЛЕБЕДКИ МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМА СТРЕЛОВЫХ КРАНОВ

В строительных кранах применяются подъемные лебедки несколь­ ких типов, отличающихся преимущественно приводом: с индивидуаль­ ным одно- и многодвигательным электроприводом, с групповым приво­ дом от двигателя внутреннего сгорания, с индивидуальным гидроприводом от высокоили низкооборотного (высокомоментного) гидродвигателя. Могут быть Использованы также и лебедки с канато­ ведущими шкивами. Конструктивное выполнение механизмов лебедки различных типов также неодинаково.

55.ОДНОБАРАБАННЫЕ РЕВЕРСИВНЫЕ ЛЕБЕДКИ

СИНДИВИДУАЛЬНЫМ ОДНОДВИГАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Наиболее конструктивно простой лебедкой является подъемная однобарабанная реверсивная лебедка с однодвигательным индивиду­ альным электроприводом.

!Лебедки этого типа характеризуются жесткой связью между

двигателем и барабаном и имеют

следующее устройство (рис. 153, а).

На раме У, укрепляемой на поворотной платформе

крана, смонтирова­

ны барабан 2, двухступенчатый, а

иногда одно-

и трехступенчатый

зубчатый редуктор 3, тормоз 4 и электродвигатель 5. Соединение элек­

тродвигателя с редуктором осуществлено при

помощи

упругой или

зубчатой муфты 6, одна из половин

которой

служит

одновременно

тормозным шкивом. Тормоз — двухколодочный

с пружинным замыка­

нием и с короткоходовым (или редко

длинноходовым)

электромагни­

том или электрогидравлическим толкателем для размыкания. Электри­ ческая часть магнита или толкателя включена параллельно приводному электродвигателю, что обеспечивает его синхронную работу с электро­ двигателем. Спуск груза осуществляется принудительно реверсирова­ нием двигателя, ввиду чего скорость спуска равна скорости подъема

или несколько превышает ее.

В редукторе лебедки смонтированы все зубчатые передачи. Валы вращаются в подшипниках качения.

Связь барабана с редуктором может быть осуществлена различным образом. Наиболее простое соединение получается при размещении барабана на длинном выходном валу редуктора, выполняемого нераз­ резным трехопорным (рис. 153,6). Лебедки такой конструкции должны иметь жесткое основание и быть тщательно смонтированы. При длин­ ных барабанах такая конструкция лебедки неудобна, так как затруд­ нены монтаж и особенно обкатка редуктора из-за большой длины выступающего участка вала.

рЗолее удобны лебедки с разрезным барабанно-редукторным валом, при котором обе части вала, установленные каждая на своих подшип­ никах, связываются между собой зубчатой или какой-либо другой соединительной муфтой. Однако при такой конструкции длина лебедки значительно увеличивается. Поэтому чаще применяются конструкции, в которых для сокращения длины лебедки промежуточная опора ликви­ дируется и вал барабана опирается непосредственно на выходной вал редуктора через сферическое кольцо (или сферический подшипник

качения), размещенные в его выточке или на нем. Вращающий момент передается зубчатой муфтой, одна из половин которой надета на вал ре­ дуктора, а вторая связана с диском (ступицей) барабана (рис. 153, е).

Лебедки выполняются с приводом от электродвигателей как пере­ менного, так и постоянного тока (рис. 154), причем не только по базо­ вой схеме с применением цилиндрических редукторов с горизонтальным разъемом, короткоходовых тормозных электромагнитов или гидротол­ кателей и размещением всех узлов лебедки в горизонтальной плоскости (рис. 153), но и с применением коническо-цилиндрических редукторов, и с применением длинноходовых тормозов, и с расположением всех узлов лебедки в вертикальной плоскости (рис. 155), или даже в иа-

т ---------------+ ------2 5 0 -------—r~—/ 5 0

Рис. 155. Лебедка вспомогательного подъема самоходного гусеничного крана СКГ-40 с индивидуальным электроприводом меха­ низмов на переменном токе с размещением механизмов в вертикальной плоскости